(57)【要約】【課題】  バスバーと導電部材との接続方法及びバスバーにおいて、バスバーと導電部材との接続が容易な方法及びバスバーを提供する。【解決手段】  半導体素子２０の３本のリード２１ａ，２１ｂ，２１ｃを、バスバー１０の本体部１４にリード２１ａ，２１ｂ，２１ｃの間隔に合わせて形成した筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃに挿入し、挿入したままの状態で保持する。なお、筒状部１１ａ等の半導体素子２０に対する保持力は、少なくとも半導体素子２０の自重を支えられる程度のものとする。この状態においてリード２１ａ，２１ｂ，２１ｃと筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃとを溶接する。したがって、溶接時に、クランプ等でリード２１ａ，２１ｂ，２１ｃと筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃとを保持しておく必要がない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスバーと導電部材との接続方法において、
前記バスバーの所定部位に、バーリング加工によって筒状部を形成する第１の手順と、
前記筒状部に前記導電部材を前記筒状部の基端側から挿入して保持する第２の手順と、
前記筒状部と前記導電部材とを接続する第３の手順と、
を有することを特徴とするバスバーと導電部材との接続方法。
【請求項２】
バスバーと導電部材との接続方法において、
前記バスバーの所定部位に、台状凸部を形成する第１の手順と、
前記台状凸部にバーリング加工によって筒状部を形成する第２の手順と、
前記筒状部に前記導電部材を前記筒状部の基端側から挿入して保持する第３の手順と、
前記筒状部と前記導電部材とを接続する第４の手順と、
を有することを特徴とするバスバーと導電部材との接続方法。
【請求項３】
前記筒状部と前記導電部材とを溶接で接続することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバスバーと導電部材との接続方法。
【請求項４】
前記バーリング加工は、径の異なる複数のポンチを、径の小さいポンチから順に使って前記筒状部をその先端側に延ばすことを含んでいることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバスバーと導電部材との接続方法。
【請求項５】
前記バーリング加工は、前記筒状部の先端部分を絞る加工を含んでいることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバスバーと導電部材との接続方法。
【請求項６】
バスバーと導電部材との接続構造において、
前記バスバーは、所定位置にバーリング加工によって筒状部が形成され、
前記導電部材は  前記筒状部に、前記筒状部の基端側から挿入され、
さらに、前記導電部材の先端部分及びその近傍と、前記筒状部の先端部分及びその近傍とを溶接で接続したことを特徴とするバスバーと導電部材との接続構造。
【請求項７】
前記筒状部は、前記バスバーの前記所定位置に形成されている台状凸部に形成されたことを特徴とする請求項６に記載のバスバーと導電部材との接続構造。
【請求項８】
前記筒状部は、その先端部分に絞り加工が施されたことを特徴とする請求項６に記載のバスバーと導電部材との接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バスバーと導電部材との接続方法及び構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バスバー（又はブスバー）は、電気回路を構成するための配線の一種であり、主として配線インピーダンスを下げることを目的として利用されている。ところで、バスバーと他の導電部材、例えば電子部品のリードやタブ端子などとの接続、あるいはバスバー同士の接続には、一般的に溶接が用いられている。
【０００３】
以下に、従来技術による接続方法の一例を示す。図９は、従来技術におけるバスバーと他の導電部材との接続方法を示す斜視図である。図９において、５０は溶接部位、５１，５２はバスバーを示す。
【０００４】
この方法では、まずバスバー５１とバスバー５２とを突き合わせ、次に図示していないクランプなどを使って突き合わせた状態を保持しておく。そして、溶接部位５０をレーザ溶接で溶接している（例えば、特許文献１を参照）。なお、溶接については、スポット溶接などで行う場合もある。いずれにせよ、このような接続方法は、電子部品のリードなど他の導電部材との接続にも広く応用できるという利点がある。
【０００５】
しかしながら、この接続方法では、接続する導電部材同士を突き合わせた状態で保持する必要があるので、作業効率が高い方法とは言い難い面がある。また、導電部材の一方又は両方が細い場合、突き合わせを正確に行わないと確実に溶接できないという問題もある。
【特許文献１】特開平１０−３３４９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、バスバーと導電部材との接続方法及び構造において、バスバーと導電部材との接続が容易な方法及び構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための手段として、本発明は、バスバーと導電部材との接続方法において、前記バスバーの所定部位に、バーリング加工によって筒状部を形成する第１の手順と、前記筒状部に前記導電部材を前記筒状部の基端側から挿入して保持する第２の手順と、前記筒状部と前記導電部材とを接続する第３の手順と、を有することを特徴とするものである。
【０００８】
したがって、上記手段によれば、導電部材をバスバーの筒状部に挿入ことによってアライメントが容易にでき、さらに導電部材をバスバーの筒状部に挿入した状態で保持できるので、クランプなどによって突き合わせ状態を保持する必要がない。また、導電部材が筒状部に囲まれた状態となるので、両者の接している又は極めて接近している部分の面積が大きくなり、接続の信頼性を高めることができる。
【０００９】
また、本発明は、上記の課題を解決するための手段として、バスバーと導電部材との接続方法において、前記バスバーの所定部位に、台状凸部を形成する第１の手順と、前記台状凸部にバーリング加工によって筒状部を形成する第２の手順と、前記筒状部に前記導電部材を前記筒状部の基端側から挿入して保持する第３の手順と、前記筒状部と前記導電部材とを接続する第４の手順と、を有することを特徴とするものとした。
【００１０】
したがって、上記手段によれば、導電部材をバスバーの筒状部に挿入ことによってアライメントが容易にでき、さらに導電部材をバスバーの筒状部に挿入した状態で保持できるので、クランプなどによって突き合わせ状態を保持する必要がない。また、導電部材が筒状部に囲まれた状態となるので、両者の接している又は極めて接近している部分の面積が大きくなり、接続の信頼性を高めることができる。さらに、筒状部が台状凸部に乗った状態で形成されているので、導電部材を高く突き出した筒状部で確実に保持することができる。
【００１１】
なお、上記手段において、前記筒状部と前記導電部材とを溶接で接続することができる。
【００１２】
さらに、上記手段において、前記バーリング加工は、径の異なる複数のポンチを、径の小さいポンチから順に使って前記筒状部をその先端側に延ばすことを含んだものにできる。
【００１３】
くわえて、上記手段において、前記バーリング加工は、前記筒状部の先端部分を絞る加工を含んだものにできる。
【００１４】
また、本発明は、上記の課題を解決するための手段として、バスバーと導電部材との接続構造において、前記バスバーは、所定位置にバーリング加工によって筒状部が形成され、前記導電部材は  前記筒状部に、前記筒状部の基端側から挿入され、さらに、前記導電部材の先端部分及びその近傍と、前記筒状部の先端部分及びその近傍とを溶接で接続したことを特徴とするとするものとした。
【００１５】
したがって、上記手段によれば、導電部材をバスバーの筒状部に挿入ことによってアライメントが確実でき、この状態で溶接できるので、導電部材とバスバーとの電気的接続の信頼性の高い接続構造となる。
【００１６】
また、上記手段において、前記筒状部は、前記バスバーの前記所定位置に形成されている台状凸部に形成されたものにできる。
【００１７】
さらに、上記手段において前記筒状部は、その先端部分に絞り加工が施されたものにできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、バスバーと導電部材との接続が容易にできるので、バスバーを用いた電子機器等の生産性や、電気的接続の信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、バスバーと導電部材との接続方法及び構造において、バスバーに筒状部を形成するところに特に特徴がある。
【００２０】
以下に、この特徴を有する実施例について図面を参照しながら詳しく説明する。また、以下の説明では、バスバーの筒状部に半導体素子のリードを接続する方法について取り上げるが、本発明は、半導体素子のリードに限られるものではなく、タブ端子や別のバスバーを接続する場合など他の導電部材の接続にも好ましく適用できる。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限りにおいて種々の変形を加えることが可能である。例えば、バスバーの材質や、筒状部の高さ及び形状等に関する部分については、実施例として記載したものに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において変更可能である。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造の概略を示す斜視図である。図１において、１０はバスバー、１１ａ，１１ｂ，１１ｃは筒状部、１４は本体部、２０は半導体素子、２１ａ，２１ｂ，２１ｃはリード、２３はパッケージ樹脂を示す。
【００２２】
図１は、半導体素子２０の３本のリード２１ａ，２１ｂ，２１ｃを、バスバー１０の本体部１４に形成した筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃに挿入し、挿入したままの状態で保持している状態を示す。筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、バスバー１０の本体部１４に、リード２１ａ，２１ｂ，２１ｃの間隔に合わせて後述する方法で形成されている。リード２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、この状態で筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃとそれぞれ溶接される。なお、図１では、説明の都合上、バスバー１０の全体が露出しているものとして描いているが、本来は筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及びこれらの周辺部分を除いて絶縁樹脂で覆われている。後述するように、筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃとリード２１ａ，２１ｂ，２１ｃとはこの状態で接続される。
【００２３】
バスバー１０は、主として配線インピーダンスを下げるために利用されており、印刷された配線パターンよりもかなり厚く形成される。バスバー１０の厚さは、電気抵抗性、熱伝導性、加工性を考慮して、この実施例では０．８乃至１．０ｍｍとしている。なお、電気抵抗性または加工性において特に問題のない範囲である０．３乃至１．５ｍｍとしても良い。また、バスバー１０ーの材料については、銅材として広く利用されているタフピッチ銅の他、無酸素銅、リン脱酸銅、丹銅（銅・亜鉛合金）、黄銅、リン青銅、洋白（銅・ニッケル・亜鉛合金）、バネ用ベリリウム銅、バネ用リン酸銅、バネ用洋白などの銅を主体とした材料を用いる。筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを長くする場合には、これらの中でも延展性が高いものを選択することが好ましい。
【００２４】
さらに、配線インピーダンスが高くなく、かつ、延展性の良いものであれば銅又は銅合金以外の金属であっても良い。くわえて、バスバー１０には、リードなどの導電部材との接続性や耐蝕性などを向上するためにスズでメッキを施すことが望ましい。基体部２５などの材質は、配線インピーダンスが高くなく、かつ、加工性の良いものであれば銅又は銅合金以外の金属であっても良い。また、メッキは、ニッケルなど他の金属によるメッキであっても良い。さらに、メッキを施す部分については、例えば、筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを形成する領域だけに限定するなど、バスバーの一部であっても良い。
【００２５】
筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、板状で平坦な本体部１４にバーリング加工を施すことによって形成している。これらの長さは、半導体素子２０の保持を確実に行うために、本体部１４の厚さと同等又はそれ以上にすることが好ましい。また、この実施例におけるバーリング加工は、筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの内径よりも細いポンチで下孔を開け、次にこの径に相当するポンチでストレッチフランジングすることによって行う。なお、筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの内径、長さ又は形状は、それぞれに対応するリードの直径又は形状に応じて別々のものにしても良い。
【００２６】
図２は、バスバーと半導体素子のリードとの接続部分を示す図であり、（ａ）は接続部分の斜視図、（ｂ）は接続部分の断面図である。図２において、１２ａは先端部分、１３ａは基端部分、２２ａは先端部分を示し、その他の符号は図１と同じものを示す。なお、図２では、作図の便宜上、図１に記載したバスバーの筒状部を１つだけ記載しているが、リードの保持や、リードとの溶接による接続方法については記載していないものについても同様に適用する。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、筒状部１１ａには、リード２１ａが矢印Ａの向きに挿入される。筒状部１１ａの内径は、リード２１ａの直径とほぼ等しいものにしている。このようにすれば、筒状部１１ａとリード２１ａとが確実に接し、リード２１ａをその途中の部位で保持できる。すなわち、リード２１ａを筒状部１１ａに挿入したときに、パッケージ樹脂２３とバスバーの本体部１４が接した状態になることがない。勿論、クランプなどを使用して外部から保持する必要はない。なお、筒状部１１ａ等の半導体素子２０に対する保持力は、少なくとも半導体素子２０の自重を支えられる程度のものとする。
【００２８】
なお、筒状部１１ａの形状は、リード２１ａを挿入して保持できれば、円錐台形状や角錐台形状など筒状の形状であればいずれでも良いが、リード２１ａとの接触面積を増やして、半導体素子２０を確実に保持できるように、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように円筒形状に形成することが好ましい。
【００２９】
図３は、バスバーとリードとの溶接状態を示す斜視図である。図３において、１５は溶接部分を示し、その他の符号は図２と同じものを示す。
【００３０】
筒状部１１ａとリード２１ａとは、溶接又はハンダ付けで接続する。なお、リード２１ａの先端部分２２ａは、筒状部１１ａとの接続の前に、筒状部１１ａよりわずかに長い程度に切り揃えておくことが望ましい。また、筒状部１１ａとリード２１ａとの電気的接続性を十分に確保するためには、図３に示すように、これらをレーザー溶接（Ｃｏ２、ＹＡＧなど）、小型のガス溶接、アーク溶接などの溶接で接続することが望ましい。
【００３１】
なお、ＴＩＧ溶接は、溶接部分の仕上がりが綺麗であるが、バスバー及びリードのどちらか一方にアースをとる必要があるので、電流による破損の可能性がほとんどないもの、例えばコンデンサ、コイルなど、フィルタ回路のインサート成形構造に適している。レーザ溶接は、溶接部分の仕上がりがＴＩＧ溶接のように綺麗にならないが、非接触溶接で直接電流が流れないので、電流による破損が懸念されるもの、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子に対する溶接に適している。したがって、溶接方法は、被溶接材に応じて選択することが極めて望ましい。
【００３２】
また、これらを接続するときには、筒状部１１ａの先端部１２ａを上に向け、筒状部１１ａの上方から溶接等を行うと、ハンダごてや溶接トーチなどの動きを阻害する物がないので簡単に接続することができる。また、この向きで溶接すると、筒状部１１ａとリード２１ａとの先端付近が溶接部分１５に示すように溶接される。筒状部１１ａとリード２１ａとの先端付近は、これらが互いに接触している所であるので、溶接の信頼性を高めることもできる。
【実施例２】
【００３３】
図４は、本発明の実施例２に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造を示す斜視図である。図４において、１６は絞り部分を示し、その他の符号は図２と同じものを示す。
【００３４】
図４の筒状部１１ａは、筒状部１１ａとリード２１ａとを接続する前に、先端部分１２ａの近傍に絞り加工を施して絞り部分１６を形成したものである。なお、絞り部分１６の内径は、リード２１ａの直径とほぼ同じものとする。このようにすれば、筒状部１１ａが円錐台形状であり、リード２１ａとの接触面積を広げることが困難な場合でも、絞り部分１６でリード２１ａを保持することが可能になる、
【実施例３】
【００３５】
図５は、本発明の実施例３に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造を示す斜視図である。図４において用いた符号は、図２及び図４と同じものを示す。
【００３６】
図５は、図４と同様の構成において筒状部１１ａをさらに長くしたものを示している。筒状部１１ａの長さをさらに延ばすとバーリング加工が複雑になるが、筒状部１１ａが円筒形状に近くなってリード２１ａの保持が容易になるという利点がある。なお、筒状部１１ａを長く延ばすためには、太さが異なる３種類又はそれ以上の種類のポンチを細いものから順番に使ってストレッチフランジングを繰り返し行う必要がある。
【実施例４】
【００３７】
図６は、本発明の実施例４に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造を示す斜視図である。図６において用いた符号は、図２及び図４と同じものを示す。
【００３８】
図６では、図５と同様の構成において筒状部１１ａを角錐台形状にしたものである。例えば、リード２１ａの長手方向に直交する断面が四角形である場合、又は図示しないタブ端子などを接続する場合には、角錐台形状の筒状部１１ａを利用すると両者の接触面積を確保することが容易になる。
【実施例５】
【００３９】
図７は、本発明の実施例５に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造を示す斜視図であり、（ａ）は筒状部の構成を示し、（ｂ）は台状凸部の形成状態を示す。図６において、１７は台状凸部、１８は中央部を示し、その他の符号は図２及び図４と同じものを示す。
【００４０】
この実施例では、図７（ａ）に示すように、筒状部１１ａの基端部分１３ａに台状凸部１７を形成している。つまり、図７（ｂ）に示すように、まずバスバー１０に台状凸部１７を形成し、次に台状凸部１７の中央部１８にバーリング加工を施して筒状部１１ａを形成している。したがって、この実施例の筒状部１１ａの長さは図５の筒状部１１ａよりも短いが、バスバー１０の本体部１４から筒状部１１ａの先端部１２ａまでの長さは図５の筒状部１１ａと同じになっている。また、台状凸部１７の形成は、バスバー１０にプレス加工を施しすことによって行う。
【００４１】
この実施例は、筒状部１１ａを図５程度に長くすると、筒状部１１ａの強度が不足してしまう場合などに特に好適なものである。なお、図７（ｂ）では台状凸部１７を円盤状ものとしているが、例えば長円形状など他の形状にすることも可能である。さらに、台状凸部１７を帯状に長く形成した場合、１つの台状凸部１７に筒状部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを形成することも可能である。
【実施例６】
【００４２】
図８は、本発明の実施例６に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造を示す斜視図である。図４において用いた符号は、図２と同じものを示す。
【００４３】
図８では、バスバー１０の本体部１４に下孔を開けただけの状態、つまり、バーリング加工時に１回だけポンチを使用した状態を示している。また、筒状部１１ａの先端部分１２ａには特に加工を施していないので、やや荒れた状態となっている。
【００４４】
この実施例は、例えばバスバー１０に接続する素子が軽い場合やリードが特に細い場合など、筒状部１１ａを長くする必要がない場合に特に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施例１に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造の概略を示す斜視図である。
【図２】バスバーと半導体素子のリードとの接続部分を示す図であり、（ａ）は接続部分の斜視図、（ｂ）は接続部分の断面図である。
【図３】バスバーとリードとの溶接状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例２に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例３に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例４に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例５に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造を示す斜視図であり、（ａ）は筒状部の構成を示し、（ｂ）は台状凸部の形成状態を示す。
【図８】本発明の実施例６に係るバスバーと半導体素子のリードとの接続構造を示す斜視図である。
【図９】従来技術におけるバスバーと他の導電部材との接続方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０    バスバー
１１ａ  筒状部
１１ｂ  筒状部
１１ｃ  筒状部
１２ａ  先端部分
１３ａ  基端部分
１４    本体部
１５    溶接部分
１６    絞り部分
１７    台状凸部
１８    中央部
２０    半導体素子
２１ａ  リード
２１ｂ  リード
２１ｃ  リード
２２ａ  先端部分
２３    パッケージ樹脂
５０    溶接部位
５１    バスバー
５２    バスバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005129498.tif 000009
【図８】
2005129498.tif 000010
【図９】
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